一、電荷泵的轉(zhuǎn)換效率

　　電荷泵是一種將電荷從低電勢轉(zhuǎn)移到高電勢的裝置。它在電子學中被廣泛應用，如用于電信號的增益、時鐘信號的產(chǎn)生和高壓電力輸送等。在本文中，我們將詳細介紹電荷泵的轉(zhuǎn)換效率以及相關的參數(shù)、設計和優(yōu)化。

　　首先，我們來討論電荷泵的基本工作原理。電荷泵通常由至少兩個電容和至少兩個開關組成。根據(jù)開關的狀態(tài)，電荷會從一個電容器傳輸?shù)搅硪粋€。在每個傳輸過程中，電荷泵會將電荷從低電勢電容器移動到高電勢電容器，從而實現(xiàn)電勢的升高。這樣的循環(huán)可以周期性地重復，從而產(chǎn)生一個恒定的輸出電壓。然而，實際情況中，電荷泵由于各種原因?qū)е铝艘恍┠芰繐p失，因此需要考慮轉(zhuǎn)換效率的問題。

　　電荷泵的轉(zhuǎn)換效率是指輸入與輸出之間的能量轉(zhuǎn)換效率。即輸出功率與輸入功率之間的比值。理想情況下，電荷泵的轉(zhuǎn)換效率應該為100%，即輸入的所有能量都被有效地轉(zhuǎn)移到輸出。然而，實際情況中存在各種能量損失的因素，導致了轉(zhuǎn)換效率的下降。

　　首先，我們來看一下電荷泵中可能存在的能量損失。最主要的是開關和電容器的導通電阻和絕緣電阻。導通電阻會導致電流流過時產(chǎn)生的熱能損耗，而絕緣電阻會導致電荷泄漏，從而損失能量。此外，電感、電容和連接電線的電阻也會導致能量損失。還有一些非線性元件，如二極管和晶體管，在工作時也會產(chǎn)生一些不可忽視的損耗。

　　其次，我們來討論如何提高電荷泵的轉(zhuǎn)換效率。首先，減少電路中的導通電阻和絕緣電阻是非常重要的。選擇高質(zhì)量的開關和電容器，并采用良好的絕緣材料可以降低能量損失。此外，合理設計電路布局和減小電感和電容的尺寸也可以降低電阻和能量損失。

　　其次，優(yōu)化電荷泵的工作頻率也是提高轉(zhuǎn)換效率的重要方法。一般來說，電荷泵的轉(zhuǎn)換效率隨著工作頻率的升高而提高。但是，頻率過高也會增加開關損耗和電容器充電時間，因此需要在不同因素之間做出權(quán)衡。

　　此外，選擇合適的電荷泵拓撲結(jié)構(gòu)也是提高轉(zhuǎn)換效率的關鍵。常見的電荷泵結(jié)構(gòu)包括Dickson結(jié)構(gòu)、德雷泰耶姆結(jié)構(gòu)和克拉克結(jié)構(gòu)等。這些不同的拓撲結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換效率、最大輸出電壓和最大輸出電流等方面都有所不同。因此，在具體應用中，需要根據(jù)需求進行適當?shù)倪x擇。

　　最后，控制電荷泵的開關頻率和工作周期也是提高轉(zhuǎn)換效率的有效方法。通過合理控制開關的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換時機，可以優(yōu)化電荷泵的效率。

　　綜上所述，電荷泵的轉(zhuǎn)換效率是一個重要的性能參數(shù)，它直接影響到電荷泵的實際應用效果。通過合理設計和優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)、降低電阻和能量損失、提高工作頻率和優(yōu)化開關控制等方法，可以有效提高電荷泵的轉(zhuǎn)換效率。

　　二、如何選擇電荷泵

　　作為一個設計工程師選用電荷泵時必然會考慮以下幾個要素：

　　·轉(zhuǎn)換效率要高

　　·無調(diào)整電容式電荷泵 90%

　　·可調(diào)整電容式電荷泵 85%

　　·開關式調(diào)整器 83%

　　·靜態(tài)電流要小，可以更省電;

　　·輸入電壓要低，盡可能利用電池的潛能;

　　·噪音要小，對手機的整體電路無干擾;

　　·功能集成度要高，提高單位面積的使用效率，使手機設計更小巧;

　　·足夠的輸出調(diào)整能力，電荷泵不會因工作在滿負荷狀態(tài)而發(fā)燙;

　　·封裝尺寸小是手持產(chǎn)品的普遍要求;

　　·安裝成本低，包括周邊電路占PCB 板面積小，走線少而簡單;

　　·具有關閉控制端，可在長時間待機狀態(tài)下關閉電荷泵，使供電電流消耗近乎為0。